CN104801877A - 一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料及其制备方法，本发明的焊料由如下重量百分比的组分组成：锡：62-64wt％，铋：0.01-1.0wt％，锑：0.01-2.0wt％，镓：0.015-0.03wt％，铟：0.05-1.5wt％，锗：0.005-1wt％，钛：0.005-0.1wt％，镍：0.05-0.5wt％，钯：0.005-0.1wt％，余量为铅。通过本发明的焊料，提高了汇流带的可焊性、抗腐蚀性，焊接力并降低了电阻率和合金熔点。同时由此制得的汇流带不仅质地均匀外观光亮而且与互连条的互渗性提高，剥离强度增大。

Description

一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种焊料，特别是涉及一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料及其制备方法。
背景技术
太阳能电池组件汇流带是用于将电池片串联焊接的互连条全部连接在一起的焊带。焊带是电流收集的关键，对光伏组件的功率影响很大。在太阳能电池组件的制造流程中，电池片的正面单焊和背面串焊的质量非常重要，在总电流的输出端需要汇流带起到稳定导电的作用。目前太阳能组件的设计使用寿命多为25年左右，且组件通常安装在户外，每天要承受几十摄氏度的温度变化，而市面上汇流带基材多为纯铜，铜的膨胀系数约为硅(电池片)的6倍，只要有温度变化，焊带与电池片都会受力，因此汇流带的质量直接影响组件的功效。
同时，汇流带焊带涂层的厚度要均匀，涂层呈金属光泽，定长焊带平直成矩形，整体无扭曲翘曲、划伤现象，同时不应有夹杂物、分层和裂纹。汇流带和互连带之间的焊接强度不小于10N。
综上，目前需要一种降低合金熔点、提高耐高温抗氧化性以及与互连条互渗性良好的汇流带焊料，从而降低汇流带的电阻率和合金熔点，提高汇流带的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，在锡和铅的基础上，添加铋、锑、镓、铟、锗、钛、镍和钯金属元素，提高汇流带的可焊性、抗腐蚀性，焊接力并降低电阻率和合金熔点。
为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案是：
一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，由如下重量百分比的组分组成：锡：62-64wt％，铋：0.01-1.0wt％，锑：0.01-2.0wt％，镓：0.015-0.03wt％，铟：0.05-1.5wt％，锗：0.005-1wt％，钛：0.005-0.1wt％，镍：0.05-0.5wt％，钯：0.005-0.1wt％，余量为铅。
进一步地，由如下重量百分比的组分组成：锡：62.5-63wt％，铋：0.05-0.5wt％，锑：0.05-1.0wt％，镓：0.015-0.025wt％，铟：0.1-1.5wt％，锗：0.01-0.5wt％，钛：0.01-0.05wt％，镍：0.1-0.5wt％，钯：0.005-0.01wt％，余量为铅。
进一步地，由如下重量百分比的组分组成：锡：63wt％，铋：0.5wt％，锑：0.05wt％，镓：0.015wt％，铟：0.1wt％，锗：0.01wt％，钛：0.01wt％，镍：0.1wt％，钯：0.005wt％，余量为铅。
进一步地，所述焊料的基材为铜基。
进一步地，所述焊料的厚度为0.2-0.4mm，宽度为4-8mm。
一种制备用于太阳能电池组件汇流带上的焊料的方法，
前处理：将基材表面油污、氧化物经过碱洗、酸洗清除干净；
热浸镀：将基材浸入按重量百分比配置的熔融金属溶液中，热浸镀温度为240-300摄氏度，形成镀层；
后处理：进行表面化学处理、制带、剪切收线。
采用上述技术方案，本发明的有益效果有：
本发明提供了一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，在锡和铅的基础上，创造性地添加了铋、锑、镓、铟、锗、钛、镍和钯金属元素，提高了汇流带的可焊性、抗腐蚀性，焊接力并降低了电阻率和合金熔点。同时由此制得的汇流带不仅质地均匀外观光亮而且与互连条的互渗性提高，剥离强度增大。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开的用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，由如下重量百分比的组分组成：锡：62-64wt％，铋：0.01-1.0wt％，锑：0.01-2.0wt％，镓：0.015-0.03wt％，铟：0.05-1.5wt％，锗：0.005-1wt％，钛：0.005-0.1wt％，镍：0.05-0.5wt％，钯：0.005-0.1wt％，余量为铅。
其中，化学成分锡和铅是焊料中主要成分。
化学成分铋能够降低合金熔点，增加熔化后的流动性，使镀锡层表面光亮整洁，光滑，无毛刺，提高可焊性。
化学成分锑能够提高焊带与电池片银浆的互相渗透力，剥离强度增大。
化学成分镓可以提高耐高温抗氧化性能，防止二氧化锡及三氧化锡的产生，液面减少渣灰的产生，并降低锡合金粘度，对镀锡层润滑起到辅助作用。
化学成分铟能够增加熔化后的流动性，降低合金熔点，并且降低锡合金粘度，涂层均匀且可塑性好。
化学成分锗具有非常强的抗老化及抗氧化能力，使焊带在户外使用寿命大大增加。
化学成分钛能增加抗老化及抗氧化的能力，增加金属抗疲劳性能。
化学元素镍能够降低熔点，增加可焊性及抗氧化能力。
化学元素钯具有极强的抗氧化能力，有效防止焊带在户外发黄变色。
通过反复的实验，得到以上各组分的最佳质量配比，以达到焊带的最佳性能。
实施例1
本实施例中用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，由如下重量百分比的组分组成：锡：62wt％，铋：1.0wt％，锑：2.0wt％，镓：0.03wt％，铟：1.5wt％，锗：1wt％，钛：0.1wt％，镍：0.5wt％，钯：0.005wt％，余量为铅。
制备上述用于太阳能电池组件汇流带上的焊料的方法，如下：
前处理：将基材表面油污、氧化物经过碱洗、酸洗清除干净；
热浸镀：将基材浸入按重量百分比配置的熔融金属溶液中，热浸镀温度为240摄氏度，形成镀层；
后处理：进行表面化学处理、制带、剪切收线。
实施例2
本实施例中用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，由如下重量百分比的组分组成：锡：64wt％，铋：0.01wt％，锑：0.01wt％，镓：0.015wt％，铟：0.05wt％，锗：0.005wt％，钛：0.005wt％，镍：0.05wt％，钯：0.1wt％，余量为铅。
制备上述用于太阳能电池组件汇流带上的焊料的方法，如下：
前处理：将基材表面油污、氧化物经过碱洗、酸洗清除干净；
热浸镀：将基材浸入按重量百分比配置的熔融金属溶液中，热浸镀温度为300摄氏度，形成镀层；
后处理：进行表面化学处理、制带、剪切收线。
实施例3
本实施例中用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，由如下重量百分比的组分组成：锡：62.5wt％，铋：0.5wt％，锑：1.0wt％，镓：0.025wt％，铟：1.5wt％，锗：0.5wt％，钛：0.05wt％，镍：0.5wt％，钯：0.005wt％，余量为铅。
制备上述用于太阳能电池组件汇流带上的焊料的方法，如下：
前处理：将基材表面油污、氧化物经过碱洗、酸洗清除干净；
热浸镀：将基材浸入按重量百分比配置的熔融金属溶液中，热浸镀温度为260摄氏度，形成镀层；
后处理：进行表面化学处理、制带、剪切收线。
实施例4
本实施例中用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，由如下重量百分比的组分组成：锡：63wt％，铋：0.05wt％，锑：0.05wt％，镓：0.015wt％，铟：0.1wt％，锗：0.01wt％，钛：0.01wt％，镍：0.1wt％，钯：0.01wt％，余量为铅。
制备上述用于太阳能电池组件汇流带上的焊料的方法，如下：
前处理：将基材表面油污、氧化物经过碱洗、酸洗清除干净；
热浸镀：将基材浸入按重量百分比配置的熔融金属溶液中，热浸镀温度为240摄氏度，形成镀层；
后处理：进行表面化学处理、制带、剪切收线。
实施例5
本实施例中用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，由如下重量百分比的组分组成：锡：63wt％，铋：0.5wt％，锑：0.05wt％，镓：0.015wt％，铟：0.1wt％，锗：0.01wt％，钛：0.01wt％，镍：0.1wt％，钯：0.005wt％，余量为铅。
制备上述用于太阳能电池组件汇流带上的焊料的方法，如下：
前处理：将基材表面油污、氧化物经过碱洗、酸洗清除干净；
热浸镀：将基材浸入按重量百分比配置的熔融金属溶液中，热浸镀温度为300摄氏度，形成镀层；
后处理：进行表面化学处理、制带、剪切收线。
本发明中汇流带焊料的基材可以是铜基，按上述实施例中不同组分组成热浸镀而成的汇流带，焊料的厚度为0.2-0.4mm，宽度为4-8mm，热浸镀的温度为240-300摄氏度。各项性能指标如下：
抗氧化性能：涂层合金材料经10％氯化钠的盐雾试验，耐48小时不变色。
可焊性：与基材结合牢固不分层。牢固地焊接在电池片上的银铝柵线上，经-40℃至80℃热震试验100次不脱焊。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锡：62-64wt％，铋：0.01-1.0wt％，锑：0.01-2.0wt％，镓：0.015-0.03wt％，铟：0.05-1.5wt％，锗：0.005-1wt％，钛：0.005-0.1wt％，镍：0.05-0.5wt％，钯：0.005-0.1wt％，余量为铅。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锡：62.5-63wt％，铋：0.05-0.5wt％，锑：0.05-1.0wt％，镓：0.015-0.025wt％，铟：0.1-1.5wt％，锗：0.01-0.5wt％，钛：0.01-0.05wt％，镍：0.1-0.5wt％，钯：0.005-0.01wt％，余量为铅。
3.根据权利要求2所述的用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：锡：63wt％，铋：0.5wt％，锑：0.05wt％，镓：0.015wt％，铟：0.1wt％，锗：0.01wt％，钛：0.01wt％，镍：0.1wt％，钯：0.005wt％，余量为铅。
4.根据权利要求1所述的用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，其特征在于，所述焊料的基材为铜基。
5.根据权利要求1所述的用于太阳能电池组件汇流带上的焊料，其特征在于，所述焊料的厚度为0.2-0.4mm，宽度为4-8mm。
6.一种制备根据权利要求1-5所述的用于太阳能电池组件汇流带上的焊料的方法，其特征在于，包含以下步骤：
前处理：将基材表面油污、氧化物经过碱洗、酸洗清除干净；
热浸镀：将基材浸入按重量百分比配置的熔融金属溶液中，热浸镀温度为240-300摄氏度，形成镀层；
后处理：进行表面化学处理、制带、剪切收线。
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